虚拟水理论方法与西北4省(区)虚拟水实证研究

虚拟水是水资源管理研究中的新概念,是指生产商品和服务所需要的水资源数量;虚拟水战略是指缺水国家或地区通过贸易的方式从富水国家或地区购买水密集型产品(粮食)来获得本地水和粮食的安全。引入了虚拟水的概念,简要介绍了当前国际虚拟水研究进展和计算方法。同时结合西北地区的实际情况和资料的可获得性,计算了2000年新疆、青海、甘肃、陕西4省（区）居民消费的虚拟水数量和人均虚拟水消费情况,并分析了虚拟水战略对西北地区解决水资源短缺问题的政策涵义,最后分析了虚拟水战略的优劣,并提出了西北地区应用虚拟水战略的前景和有关措施.     

略论中国水安全问题与地下水的保障作用

中国水资源面临的形势依然十分严峻,水资源短缺、水污染严重、水生态环境恶化等问题日益突出,成为制约经济社会可持续发展的主要瓶颈。主要表现为:全国人均水资源量接近1700m~3,即将步入水紧张国家;京津冀等地区人均水资源量不足250m~3,水资源极度短缺,地下水超采严重;全国地表水质量总体好转,东部人口密集区地下水质量有恶化趋势;部分地区和城市水源供给结构单一,抵御突发性缺水事件的能力不足。地下水是国际公认的可靠供水水源,欧美等发达国家以地下水作为主要饮用水源。地下水在中国工农业供水和生活用水方面也发挥着重要作用。然而,地下水的重要作用并没有被广泛认同,甚至往往被忽视。本文阐明了地下水在保障水安全中的重要作用。保障水安全,核心在于推进治水思路战略转变,关键在于加强水文地质及相关学科科技创新。主要战略措施包括:从注重城市和工业节水向注重全面系统节水转变,以农业节水弥补城镇供水快速增长;从注重开发利用向注重涵养保护转变,以水资源涵养保护促进水资源可持续利用;从注重地表水供水向注重地下水地表水优化配置转变,以地下水战略储备应对突发性水危机;从注重工程调水向注重虚拟水贸易转变,以虚拟水贸易调节长期水供求关系。     

虚拟土战略与土地资源可持续利用的社会化管理

土地资源紧缺是威胁世界食物安全的主要限制因素之一, 土地资源可持续利用是区域生态经济系统经济增长和社会发展的关键. 类似于国内已经开展的虚拟水和虚拟水战略概念及相关研究, 首次提出"虚拟土"和"虚拟土战略"新概念, 分析了土地资源管理不同管理阶段及其相关问题. 结合当前国家耕地总量平衡、区域粮食安全问题以及土地资源利用中出现的一些新情况, 从土地资源的社会属性出发, 实证分析了土地生产能力与社会适应性能力的关系, 提出了基于虚拟土概念及虚拟土战略下区域土地资源可持续利用的分析框架. 最后提出了当前我国土地利用中解决区域粮食安全的一些新思路. 建议: 在保证国家粮食基本自足基础上, 实行区域耕地总量弹性平衡政策; 成立专业性土地银行, 加快创新土地使用权流转机制; 强化土地使用权拍卖机制, 提高市场配置土地资源的透明度; 实施虚拟土战略举措, 构建新的土地可持续发展模式, 加强开展虚拟土战略相关理论及其对策的研究工作.     

粮安天下地为根基--世界各国耕地保护战略

国以民为本,民以食为天,粮以地为基。对世界任何国家或地区而言,粮食历来都是关系国计民生的重要战略物资,耕地保护也随之成为粮食安全战略的重大部署。近年来,随着世界人口增加,耕地减少,城市化进程加快,对粮食的需求不断增长,供需关系渐趋紧张,全球粮食安全问题变得十分突出。本文对世界各国保证粮食安全战略和耕地保护政策进行深入对比分析,以期对完善我国耕地保护制度具有借鉴意义。     

气候变化下汉江流域虚拟水贸易分析

探讨气候变化下未来虚拟水贸易,为流域水资源合理配置研究提供了一种新的思路。本文在计算历史基准年2010s汉江流域主要作物虚拟水含量及贸易量的基础上,应用BCC-CSM1.1气候模式和SDSM模型,分析预测三种代表性浓度路径(RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景)下未来水平年2030s汉江流域内三大省份(湖北、陕西和河南省)7种主要农作物的虚拟水含量以及贸易量结果。结果表明:在三种气候变化情景下,2030s汉江流域主要农作物虚拟水含量基本上较2010s均减小;气候变化对农产品耗水结构影响较小;气候变化对虚拟水净流入量为正反馈作用,增强了经济增长对虚拟水净流入量的增多作用。在未来虚拟水贸易量分析中,不能仅考虑经济增长所带来的影响,必须同时考虑气候变化的影响。     

农畜产品虚拟水研究的背景、方法及意义

虚拟水是近年出现在水资源管理领域的新概念,随着全球贸易的增加,虚拟水已成为影响区域水资源管理的重要因素。分析了虚拟水概念出现的经济背景,总结介绍了与农作物和畜产品相关的虚拟水含量的计算方法,以及国际上虚拟水贸易的基本情况,揭示了虚拟水在提高水资源效率、制定水资源战略的作用,以及对社会经济、水资源管理等方面的重要影响。     

宁夏虚拟水贸易计算的投入产出方法

虚拟水是凝结在产品和服务过程中所需要的水资源数量。从水资源利用角度,实物贸易即虚拟水贸易。干旱缺水地区可以通过虚拟水贸易形式来缓解水资源短缺问题。运用投入产出方法,并以宁夏为例,计算了2002年宁夏虚拟水输出量和社会经济系统对水资源的消费利用状况,分析了宁夏采用虚拟水战略进行更大尺度的水资源配置所面临的问题、困难,突破了干旱地区解决水资源短缺问题仅局限于本流域实体水资源利用的思路,从系统的角度出发,为干旱区“节流”提供了新的对策建议。     

全球天然气格局分析和我国的发展战略

天然气因其丰富的储量和清洁低碳的属性受到世界各国普遍重视。在未来30~50年内,天然气的消费量和比重还会继续上升,预计在2040年前后将成为第一大能源。科学分析天然气全球供需格局和研判其未来变化,是科学制定中国天然气发展战略的前提和基础。全球天然气的生产和消费严重分离,形成了基本的天然气供需格局。但新世纪以来,天然气领域全球出现了许多重大而影响深远的变化,美国页岩气革命改变了天然气的供应格局,2013年的俄乌争端将改变了天然气的贸易格局,固有的市场体系必不可免地随之改变。中国天然气需求的增速将大大高于产量的增速,天然气供需缺口将不断扩大。本文提出了我国天然气发展的战略思路,对我国天然气需求的供应保障和产业的可持续发展具有重要的理论和实践意义。     

确保粮食市场供应和价格基本稳定——四部委负责人就粮食安全情况答记者问

粮食安全是关系我国经济发展、社会稳定和国家自立的全局性重大战略问题。今年以来,国际粮食价格大幅波动,国内自然灾害多发频发,我国粮食安全保障情况引起社会高度关注。     

基于BP-DEMATEL模型的农产品虚拟水流动影响因素分析

虚拟水已经成为水资源和水安全研究领域的热点之一. 如何预测和调控虚拟水流动格局成为实施具有中国特色虚拟水战略的重要前提, 识别虚拟水流动格局的关键影响因素显得尤为重要. 通过估算2008-2010年区际间主要农产品虚拟水流量关系矩阵表明, 我国主要农产品的虚拟水流动趋势仍然是由贫水的北方流向富水的南方地区. 为定量研究虚拟水流动格局的影响因素, 采用影响因素识别领域常用的决策与试验评价实验室法(DEMATEL), 并引入可代替专家打分求得直接关联矩阵的BP神经网络法, 构建BP-DEMATEL模型, 从人口、 农业资源、 农业生态环境、 经济、 技术及交通和物流6个方面对我国主要农产品虚拟水流动格局的影响因素进行分析. 结果表明: 人口、 农业资源和技术是最主要影响因素; 化肥施用量为强驱动型因素, 第一产业增加值占地区生产总值的比重为强特征型因素. 为使虚拟水流动格局持续稳定, 提出优化调整人口结构、 强化惠农政策, 转变农业发展方式、 发展循环农业, 提高农业技术水平、 发展高效农业等对策和建议.     

华北平原农田区地下水开采量对降水变化响应

通过区域农业开采量、区域平均年末浅层地下水位对区域年降水量变化的响应特征研究,结果表明:区域农业开采量与年降水量之间存在两极互逆效应,即在枯水年份,作物需耗水量和区域农业开采量增大;在丰水年份,作物需耗水量和区域农业开采量减小。上述规律,突现了在连续枯水年份地下水对农业安全保障的特殊作用。由此,提出了农业开采量的利用水平、合理性和节水潜力以及预测的新的评价方法。     

西北干旱区生态需水研究

西北干旱区是水资源稀缺和生态环境相对脆弱的区域。以人类需求为中心的传统水资源开发利用及评价忽视了水资源与生态环境系统之间的关系，引发了众多的生态环境问题。日益恶化的生态环境使得生态需水量受到广泛关注，生态需水量研究由此成为干旱区生态水文学研究新的增长点。文章在综述国内外生态需水研究现状及其面临挑战的基础上，分析西北干旱区水资源转化特点，结合Falkenmark 水资源分类，突出生态需水在水分流中的地位，提出保障生态需水的策略，即：①生态环境稳定性界定；②绿水的保护与高效利用； ③虚拟水战略，旨在为平衡人类需水与自然需水提供重要的理论基础。     

Study of water resources for crop utilization in China from the perspective of Virtual Water

Based on the Virtual Water Theory, the research analyzed the spatial and temporal distribution characteristics of major crops in China. Analysis results indicate that the unit virtual water content varies with the type of crop obviously as well as the distribution region. We also found irrational water utilization in some regions, which means that the renewable water sources could not meet the water demand for crop growth. With a view solving these problems found in the research, discussions on agricultural water-saving technology, comprehensive allocation of crops, selection of rational cropping pattern, full use of green water and trade of virtual water were carried out, which may result in some theoretical basis for the sustainable utilization of agricultural water resources in China.     

区域水平衡基本原理及理论体系

实现健康的区域水平衡是中国水利工作的重要内容和挑战, 对保障国家水安全、国民经济和社会持续稳定发展具有重要意义。在总结前期水平衡理解和认识的基础上, 定义了区域水平衡的概念, 从水收支平衡、经济社会供需水平衡、经济与生态用水平衡、人水关系和谐平衡4个方面和时间、空间、系统3个维度解读其内涵。提出了区域水平衡的基本原理, 包括水量平衡原理、供需平衡原理、协同平衡原理及和谐平衡原理, 分析了以基本原理支撑实现区域水平衡需要重视的科学问题。从理论基础和基本理论2个方面论述了区域水平衡的理论体系, 其中, 理论基础包括水文学、水资源学、生态学、经济学、社会学等理论, 基本理论包括水资源收支时空均衡理论、水资源供需优化配置理论、经济与生态用水协同论、人水和谐论等, 并展望了基本理论的应用前景。研究成果可进一步拓展区域水平衡研究思路, 为今后开展区域水平衡管控与实践提供研究框架和理论基础。     

中国油气资源勘探现状与前景展望

石油供求矛盾日益突出,给中国油气勘探提出了更高更紧迫的要求。为了增加油气供给,保障国家能源安全,必须寻求油气勘探的新途径,强化油气勘探,促进油气发现。在总结过去油气勘探,特别是“十五”期间所取得的成就的基础上,分析了当前和今后中国油气勘探面临主要问题,包括资源品位降低、勘探条件更加复杂、关键理论技术研究滞后、投入不足等,进而探索未来油气勘探的战略方向和储量增长趋势,即立足大型盆地,不断开拓勘探新领域,稳定东部、发展西部、加快海上、开拓新区。     

北京市水资源安全水平动态模型的构建与评估

随着我国经济的不断发展以及人口的不断增长,水资源短缺状况变得愈发严峻,许多地区都面临着水资源危机。为了解决这一问题并给出对水资源安全情况的动态评估方案,本文首先对水资源进行定性分析,根据国家统计局上的分类将其分为消费水平及供给水平两部分,再对每个部分进行更加详细的分类,随后选取相应数据进行具体分析,拟合得出其随时间变化的函数。由此建立微分方程组,从动态的角度综合考量各指标及互相间的关系,进而得出评估一个地区是否能够提供满足其需求的水资源的数学模型同时进行假设检验。最后,选取北京市作为研究对象,应用该模型进行水资源安全评估,得到北京市在未来10a左右的时间内水资源安全情况的趋势,同时给出相应的政策建议。     

SRA1B情景下中国主要作物需水预测

分析气候变化下中国主要作物需水规律,有助于从粮食安全与水资源可持续利用角度应对气候变化。根据IPCC提供的SRA1B情景下大气环流模式MIROC3.2的输出,利用FAOPenman-Monteith公式计算参考作物腾发量;根据FAO作物系数、SAGE作物分布与柯本气候分类,得到计算单元的作物系数,根据参考作物腾发量与作物系数估算作物需水量;考虑需水与有效降水旬尺度的随机匹配,预测SRA1B情景下未来50年中国各地区主要作物的灌溉需水量。结果表明,参考作物腾发量总体上呈上升趋势,全国平均增加约8%;作物需水量总体上呈增加趋势,东北地区平均增加约10%;灌溉需水量总体上呈增加趋势,东北与华南增加显著。分析表明,SRA1B情景下气温升高是作物需水量增加的主要原因,降水的增加使华北地区灌溉需水量的增加不显著,降水的减少使东北与华南灌溉需水量显著增加。     

山东鲁北平原地下水资源与可持续利用

鲁北平原目前区内供水水源以黄河客水和地下水为主。最新均衡计算结果为:浅层地下水开采资源量37 03×108m3 a,深层地下水开采资源量2 62×108m3 a。据山东省水资源可持续利用总体规划报告,现状年需水量约74×108m3 a,2010年需水量为93×108m3 a,2030年需水量为109×108m3 a,现状年供需基本平衡,远景供水不足。浅层地下水易采易补,更新能力强,应以合理调控水位为中心,优先开采浅层地下水,充分发挥浅层地下水资源的供水功能,尤其是东阿—齐河—商河—利津沿黄地区更应加强开发浅层水的力度。浅层水为可持续利用的地下水资源量。深层地下水更新能力弱,应严格限制其开发利用。在德州、滨州漏斗中心区,建议实施部分封井,调减开采量。实行地表水与地下水联合调度,优化水资源开发结构,适当增加地表水引用量,实施含水层的恢复工程,遏制地面沉降等环境问题的继续发展,走全面、协调、可持续发展的路子。     

华北平原水资源紧缺情势与因源

基于水资源可持续利用理念,从水资源承载能力演化周期性、经济社会需用水规模难变性和未来水资源供需关系入手,介绍近60年以来华北平原水资源情势,特别是该平原水资源量、实际用水量和地下水开采量变化特征,并结合未来10到30年区域经济社会发展需用水量趋势,识别和诊断华北平原水资源紧缺因源。结果表明：由于降水量减少导致华北平原缺水（自然资源性缺水）占该平原总缺水量的15.1%~16.4%;因管理缺陷导致水资源浪费的缺水（管理性缺水）占22.1%~24.2%;人口数量和经济社会发展规模过大导致用水量超过区域水资源承载力的缺水（政策性缺水）占59.3%~62.5%。自然资源性、管理性以及政策性缺水的解决对策不同：自然资源性缺水是不依人的意志为转移的,惟有从外域适量调水才能解决;管理性缺水可通过社会文明进步和科技进步不断修正;政策性缺水宜因势利导进行经济社会布局和产业结构调整,特别是限制高耗低效用水产业。即使南水北调工程70.3×108m3/a水进入华北平原,该平原地下水超采情势也难以得到根本性扭转。有新增水源调入或华北平原严控生活和工业用水量,同时大幅压减农业用水量,因势利导优化和逐步调整经济社会布局和产业结构,特别是灌溉农业进行规模化减蒸、降耗、节水的改造,将是缓解华北平原地下水超采和水资源紧缺的根本所在。